You are using an outdated browser. Please upgrade your browser to improve your experience.

print article Artikel drucken

AirClean-Pflaster

Photokatalytisch wirkender Pflasterstein unterstützt Luftreinigung

Der Pflasterstein AirClean wurde im Rahmen einesForschungsprogramms von dem Betonwarenhersteller F.C. Nüdling aus Fulda in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut und der Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt entwickelt und trägt zur Säuberung der Luft bei. Durch das AirClean-Pflaster kann eine signifikante Reduzierung von Stickstoffoxiden erzielt werden. Der photokatalytisch wirkende Pflasterstein ist so konzipiert, dass er direkt dort eingesetzt werden kann, wo die Schadstoffe entstehen, auf viel befahrenen Straßen oder Parkplätzen.

Ohne Mut zum Neuen gibt es keinen Fortschritt und keine Entwicklung. Der Betonwarenhersteller F.C. Nüdling aus Fulda hat seine Innovationskraft mit der Entwicklung des AirClean-Pflasters unter Beweis gestellt. Dafür wurde er im Wettbewerb "365 Orte im Land der Ideen" ausgezeichnet. Die Feldversuchsfläche für das AirClean-Pflaster zeigt einen Weg zur Säuberung der Luft und damit eine Verbesserung der Lebensqualität. Der Einsatz des luftreinigenden Pflastersteins ist besonders sinnvoll in urbanen Räumen, wo die meisten Schadstoffe entstehen, wie beispielsweise an Flughäfen, Bahnhöfen, stark frequentierte Verkehrsflächen und oder Parkplätzen.

Otto- und Dieselmotoren geben beim Betrieb die gesundheitsgefährdenden Stoffe Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffoxide (NO + NO2), organischen Verbindungen wie Kohlenwasserstoffe (CmHn) bzw. VOC (leichtflüchtige organische Verbindungen), Schwelfeldioxid (SO2) sowie Partikel ab. Bei der Kraftstoffverbrennung entsteht Stickstoffoxid NO, welches dann unter atmosphärischen Bedingungen zum giftigeren NO2 oxidiert. Durch Kondensation übersättigter Dämpfe an Aschen und unverbrannten Kraftstoffresten entstehen auch Aerosole. Diese gehören zu den als Feinstaub bezeichneten Partikeln. Mit den EG-Richtlinien und der Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft werden Grenzwerte für das gesundheitsschädliche NO2 vorgegeben, die von den Kommunen einzuhalten sind.

Funktionsweise

Der photokatalytisch wirkende Pflasterstein AirClean vermindert Stickoxide und organische Kohlenwasserstoffverbindungen in der Luft und trägt so zu einer mit weniger Schadstoffen belasteten Umwelt bei. Reduziert werden die Schadstoffe im darüber liegenden Luftraum, in dem die Fahrzeugabgase abgegeben werden. Durch die Errichtung entsprechender Pflasterflächen wird der natürliche Prozess der Schadstoffreduzierung durch Photokatalyse bis zum 30-fachen beschleunigt.

Sonnenlicht (photo) aktiviert den Katalysator Titandioxid (Anatas) zu einer schnellen chemischen Reaktion mittels Photokatalyse. Der Photokatalysator Anatas ist Bestandteil der Betonrezeptur und wirkt an der Oberfläche des Betonpflastersteins. Gesundheitsschädliches NO2 ist nur schwer wasserlöslich und wird als Gas nicht durch Niederschläge aus der einatembaren Luft ausgewaschen. Jedoch wird NO2 durch die chemische Reaktion mittels Photokatalyse am Betonpflasterstein in Nitrat umgewandelt und so aus der Atemluft entfernt. Nitrat ist leicht wasserlöslich und wird von Kondenswasser, Regenwasser oder Reinigungswasser aufgenommen und abtransportiert. Das so im Stoffkreislauf entstehende Nitrat kann Pflanzen als essentieller Nährstoff zur Verfügung stehen, wird in der Bodenzone mikrobiell zersetzt oder in gelöstem Zustand Bestandteil des Wassers. Der Photokatalysator TiO2 wird dauerhaft in der Betonsteinmatrix gebunden, dabei jedoch chemisch nicht verändert. Er verbraucht sich bei der chemischen Reaktion der Schadstoffreduzierung nicht, so dass die photokatalytische Wirksamkeit von AirClean während der gesamten Nutzungsdauer des Pflasters aufrecht erhalten bleibt.

Neben dem Abbau der gasförmigen Luftschadstoffe NOx und VOC wirkt TiO2 auch auf flüssige und pastöse organische Substanzen und zersetzt biologisches Material. Praktisch unsichtbare Filme von Ölen und Fetten, die maßgeblich für die Haftung von Verschmutzungen auf Oberflächen verantwortlich sind, werden zersetzt. Dies erleichtert die Reinigung der Oberflächen. Der organische Aerosolanteil des sich auf den Betonsteinen absetzenden Feinstaubs wird ebenfalls zersetzt. Die Photokatalyse bewirkt so den Abbau organischer Moleküle. Staubpartikel benutzen die organischen Moleküle, um an der Oberfläche anzuhaften. Fallen diese organischen Moleküle jedoch fort, wird die Haftung minimiert und die Entfernung der Feststoffpartikel erleichert.

Testergebnisse

Untersuchungen des Fraunhofer Instituts für Molekularbiologie und angewandte Oekologie haben nachgewiesen, dass die chemische Reaktion der Umwandlung von NOx beim Überströmen von Abgasen über dem AirClean-Pflaster stattfindet. Die hierzu verwendete Messapparatur ist angelehnt an einen international vorgegebenen Standard und kann die photokatalytische Aktivität von AirClean-Pflastersteinen mit unterschiedlicher Oberflächengestaltung und Farbgebung miteinander vergleichen. In einer Höhe von 3 Meter und bei durchschnittlichen Beleuchtungsstärken, die durch Schattenwirkung von 30 Prozent unter dem jährlichen regionalen Mittelwert lagen, wurden im Langzeit-Feldversuch unter wechselnden Wind- und Helligkeitsverhältnissen Reduzierungsraten für NO2 von 18 Prozent und für NO von 29 Prozent nachgewiesen. Bei Windstille erreichten die NO2-Reduzierungsraten sogar bis zu 70 Prozent. Unter Berücksichtigung der im Feldversuch vorliegenden Rahmenbedingungen werden mit AirClean unter den in Mitteleuropa herrschenden durchschnittlichen Helligkeitsbedingungen Jahresreduzierungsraten für NO2 in 3 Meter Höhe von 25 Prozent erreicht.

Der Einsatz des photokatalytisch wirkenden Pflastersteins beschränkt sich nicht auf einzelne Pflasterausführungen, sondern kann auf alle Produkte angewandt werden, die einen zwei- oder mehrschichtigen Pflasteraufbau haben, d.h. eine Vorsatzschicht besitzen. Dadurch entsteht eine vielfältige Auswahl an Modellen, Farben und Abmessungen.

Weitere Informationen finden Sie hier

Quelle und Bildrechte: Franz Carl Nüdling Basaltwerke GmbH & Co. KG, Fulda

Aktuelles Heft
DETAIL 11/2018
DETAIL 11/2018, Licht und Raum

Licht und Raum

Zum Heft
Shop-Empfehlung
Anzeige

ARCHITEKTUR & DESIGN

Detail Newsletter

Wir informieren Sie regelmäßig über internationale Projekte, Neuigkeiten zu Architektur - und Designthemen, Research und aktuellen Veranstaltungen in unserem Newsletter.